一種海藻酸鹽改性水鎂石復合阻燃劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種海藻酸鹽改性水鎂石復合阻燃劑的制備方法，具體涉及一種在水 鎂石表面形成有機包復層的改性方法，屬于高分子材料的阻燃領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年，隨著國內(nèi)外防火安全標準的提高以及人們環(huán)保意識的增強，高分子材料的 無鹵阻燃受到了越來越多的關(guān)注。金屬氫氧化物阻燃劑具有低煙、無毒、價格低廉的優(yōu)點。 水鎂石（Brucite)是一種氫氧化鎂（MH)含量超過90%的礦石，以其生產(chǎn)的阻燃劑，具有吸 熱及稀釋的阻燃作用機理。這類礦物型的阻燃劑較化學合成產(chǎn)品，具有資源易得、環(huán)境友 好、經(jīng)濟合理、加工簡易的優(yōu)點。
[0003] 但水鎂石阻燃劑存在阻燃效率低、添加量大、容易團聚、與基材相容性差、影響材 料機械性能等缺點。為了克服上述缺點，常對水鎂石進行表面處理；常規(guī)的水鎂石表面處理 方法是利用偶聯(lián)劑進行干法或濕法改性，中國專利200610039737.X，中國專利01111506. 8 等都介紹了該類方法。這類方法改性的水鎂石產(chǎn)品在應用時，復合物的力學性能及阻燃效 果并未得到很好的改善；中國專利102558913A介紹了一種水鎂石的原位聚合表面處理方 法，綜合效果優(yōu)異。但是這種方法生產(chǎn)成本高，不適用于添加量大的水鎂石阻燃劑。因此， 發(fā)明一種滿足使用要求且價格低廉的水鎂石阻燃劑是十分有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種海藻酸鹽改性水鎂石復合阻燃劑的制備方 法，所述方法利用海藻酸鹽對水鎂石粉進行的表面改性，制備得到的海藻酸鹽改性水鎂石 復合阻燃劑應用于樹脂的阻燃時，與基材樹脂之間的相容性好，并提高了樹脂阻燃性能。
[0005] 本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] -種海藻酸鹽改性水鎂石復合阻燃劑的制備方法，所述方法具體步驟如下：
[0007] (1)向球磨罐中加入水鎂石粉、蒸餾水和偶聯(lián)劑，于20~80°C下，以200~1000r/ min的轉(zhuǎn)速球磨0. 5~3h，得到混合衆(zhòng)料1 ;
[0008] 其中，所述水鎂石粉的平均粒徑為1~30ym;水鎂石礦粉中氫氧化鎂的含量大于 等于95wt% ;
[0009] 所述水鎂石粉、蒸餾水和偶聯(lián)劑的質(zhì)量比例為100:233:1 ;
[0010] (2)將混合漿料1轉(zhuǎn)移至反應器內(nèi)，加入海藻酸衍生物水溶液或可溶性海藻酸鹽 水溶液，于20~80°C下，以200~1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌0. 5~3h，得到混合漿料2 ;
[0011] 其中，所述海藻酸衍生物水溶液或可溶性海藻酸鹽水溶液的濃度為〇. 6~lwt% ;
[0012] 所述海藻酸衍生物水溶液或可溶性海藻酸鹽水溶液與水鎂石粉的質(zhì)量比例為 2 ~16. 67 :1 ;
[0013] (3)將多價金屬可溶性鹽的水溶液逐滴加入混合漿料2中，滴加完畢后于20~ 80°C下，以200~1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌0. 5~3h，洗滌、抽濾、干燥，得到本發(fā)明所述海藻 酸鹽改性水鎂石復合阻燃劑；
[0014] 所述多價金屬可溶性鹽的溶液的濃度為0. 05mol/L。
[0015] 所述多價金屬可溶性鹽中金屬的化學價為二價或三價；當金屬的化學價為二價 時，多價金屬可溶性鹽與水鎂石粉的摩爾比例為1 :20~100 ;當金屬的化學價為三價時，多 價金屬可溶性鹽與水鎂石粉的摩爾比例為1:50~100 ;
[0016] 所述偶聯(lián)劑優(yōu)選硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硼酸酯偶聯(lián)劑、硬脂 酸和硬脂酸鹽中的一種以上；
[0017] 所述可溶性海藻酸鹽優(yōu)選海藻酸鈉、海藻酸鉀、海藻酸銨、海藻酸鎂和海藻酸汞中 的一種以上；
[0018] 所述多價金屬可溶性鹽優(yōu)選Pb、Cu、Cd、Ba、Sr、Ca、Co、Ni、Zn、Mn、Fe、A1 和Cr的 可溶性鹽中的一種以上。
[0019] 有益效果
[0020] (1)本發(fā)明所述方法以天然水鎂石粉、可溶性海藻酸鹽及海藻酸衍生物、多價金屬 鹽為原料，來源廣泛、加工簡易，成本低廉。
[0021] (2)本發(fā)明所述方法利用海藻酸鹽對水鎂石粉進行的表面改性，提高了水鎂石與 基材樹脂之間的相容性，改善了復合材料的力學性能和阻燃性能；同時，多價金屬離子催化 了聚合物的燃燒成炭，增強了炭層的隔絕效果。
[0022] (3)本發(fā)明所述方法制備得到的海藻酸鹽改性水鎂石復合阻燃劑的阻燃效果優(yōu) 異，并具有良好的抑煙效果。
【附圖說明】
[0023] 圖1為純EVA以及各實施例獲得的海藻酸鋁改性水鎂石復合阻燃劑應用于EVA后 材料的熱釋放速率曲線；
[0024] 圖2為純EVA以及各實施例獲得的海藻酸鋁改性水鎂石復合阻燃劑應用于EVA后 材料的熱釋放速率曲線；
[0025] 其中，HRR表示熱釋放速率；SPR表示煙釋放速率；EVA為乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物，其中，醋酸乙烯酯的質(zhì)量含量為18%。
【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和具體實施例來詳述本發(fā)明，但不限于此。
[0027] 以下實施例中提到的主要試劑信息見表1 ;主要儀器與設(shè)備信息見表2。
[0028] 表 1
[0029]
[0032] 以下實施例中所述拉伸強度和斷裂伸長率按照標準GB/T1040. 1-2006,以拉伸速 度為50mm/min測試；所述極限氧指數(shù)（L0I)按GB/T2406-93標準測試；UL94垂直燃燒按 ANSI/UL94-2010標準進行測試。
[0033] 以下實施例中所述水鎂石礦粉中氫氧化鎂的含量大于等于95wt%。
[0034] 實施例1
[0035] -種海藻酸鎳改性水鎂石復合阻燃劑的制備方法，所述方法具體步驟如下：
[0036] (1)將10kg平均粒徑為6ym的水鎂石礦粉、23. 3kg蒸餾水和0. 1kg的硅烷偶聯(lián) 劑KH-550加入到球磨罐中，于20°C下，以1000r/min的轉(zhuǎn)速球磨2h，得到混合漿料1 ;
[0037] (2)將混合漿料1轉(zhuǎn)移至反應器內(nèi)，加入33. 3kg濃度為0? 6wt%海藻酸鈉水溶液， 于20°C下，以1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2h，得到混合漿料2 ;
[0038] (3)將1. 72mol氯化鎳配成濃度為0? 05mol/L的水溶液，逐滴加入混合漿料2中， 滴加完畢后于20°C下，以1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌2h，洗滌，抽濾，100°C下干燥，得到本實施 例所述海藻酸鎳改性水鎂石復合阻燃劑。
[0039] 實施例2
[0040] -種海藻酸鎳改性水鎂石復合阻燃劑的制備方法，所述方法具體步驟如下：
[0041 ] (1)將10kg平均粒徑為10 ym的水鎂石礦粉、23. 3kg蒸餾水和0. 1kg的硅烷偶聯(lián) 劑KH-550加入到球磨罐中，于80°C下，以300r/min的轉(zhuǎn)速球磨lh，得到混合衆(zhòng)料1 ;
[0042] (2)水鎂石粉的包覆處理
[0043] 將混合漿料1轉(zhuǎn)移至反應器內(nèi)，加入100kg濃度為lwt%的海藻酸鈉水溶液，于 80°C下，以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌lh，得到混合漿料2 ;
[0044] (3)將8. 62mol氯化鎳配成濃度為0? 05mol/L的水溶液，逐滴加入混合漿料2中， 滴加完畢后于80°C下，以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌lh，洗滌，抽濾，100°C下干燥，得到本實施例 所述海藻酸鎳改性水鎂石復合阻燃劑。
[0045] 實施